摘 要:作為基礎(chǔ)交通設(shè)施的重要組成部分之一，橋梁在生產(chǎn)運(yùn)輸中具有特殊的地位。然而隨著使用時(shí)間的增加，許多設(shè)計(jì)施工方面的缺陷和養(yǎng)護(hù)不當(dāng)?shù)膯?wèn)題開(kāi)始暴露出來(lái)，隨時(shí)可能導(dǎo)致重大交通事故的出現(xiàn)，給人民生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)巨大的風(fēng)險(xiǎn)。本文從橋梁病害的常見(jiàn)形式及其形成機(jī)理出發(fā)，對(duì)病害的檢測(cè)處理依據(jù)進(jìn)行了詳細(xì)分析。

關(guān)鍵詞:橋梁病害 表現(xiàn)形式 形成機(jī)理 應(yīng)對(duì)策略

中圖分類號(hào):U44文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2012)07(a)-0110-01

隨著我國(guó)交通運(yùn)輸事業(yè)的蓬勃發(fā)展，公路交通的安全性與舒適性越來(lái)越受到人們的關(guān)注。作為基礎(chǔ)交通設(shè)施的重要組成部分之一，橋梁是確保道路順暢的咽喉要地，在交通運(yùn)輸系統(tǒng)中具有著特殊的地位。然而隨著使用時(shí)間的增加和交通流量的大幅上漲，許多設(shè)計(jì)施工方面的缺陷和養(yǎng)護(hù)不當(dāng)?shù)膯?wèn)題開(kāi)始暴露出來(lái)，承載能力不適應(yīng)目前的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，或出現(xiàn)了沉陷變形等現(xiàn)象，都隨時(shí)可能導(dǎo)致交通系統(tǒng)出現(xiàn)重大事故，給人民生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)巨大的損失。因此道路橋梁的管理部門(mén)必須認(rèn)識(shí)到橋梁的維修養(yǎng)護(hù)在優(yōu)化交通系統(tǒng)中舉足輕重的作用，對(duì)不同類型病害的表現(xiàn)形式及其成因進(jìn)行深入研究，以期為橋梁質(zhì)量的監(jiān)測(cè)分析與病害治理提供可靠而充分的依據(jù)。

1 橋梁病害的主要表現(xiàn)形式及其形成機(jī)理分析

1.1 橋梁材料方面產(chǎn)生的病害及其機(jī)理

鋼混結(jié)構(gòu)橋梁的材料病害通常表現(xiàn)在鋼筋銹蝕和混凝土的各種質(zhì)量問(wèn)題上。鋼筋的銹蝕是由氯離子及碳化物對(duì)鋼筋表面的鈍化膜造成破壞開(kāi)始的，此后，氧氣與水進(jìn)入其中使鋼筋生銹腐蝕，進(jìn)而引發(fā)其膨脹變形，導(dǎo)致混凝土沿鋼筋縱向產(chǎn)生裂縫，使鋼筋與混凝土間的粘結(jié)力嚴(yán)重下降，隨著承載力的持續(xù)作用，可能導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)的徹底破壞。

導(dǎo)致混凝土發(fā)生問(wèn)題的因素很多，例如有侵蝕、碳化、凍融破壞等。侵蝕是指侵蝕性介質(zhì)與混凝土中相應(yīng)化學(xué)成分發(fā)生反應(yīng)。以氯鹽的腐蝕為例，當(dāng)混凝土中的物質(zhì)與空氣中游離的氯發(fā)生反應(yīng)時(shí)，生成大量的結(jié)晶水令體積膨脹，混凝土結(jié)構(gòu)隨之遭到破壞。同時(shí)，反應(yīng)位置的pH值下降顯著，不但加劇了對(duì)鋼筋鈍化膜的破壞，還與完好鈍化膜間產(chǎn)生了電位差，其間生成的導(dǎo)電作用，將對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生進(jìn)一步的破壞?；炷恋奶蓟饕l(fā)生在鋼筋的混凝土保護(hù)層，碳化導(dǎo)致其堿性降低，裂縫不斷出現(xiàn)，鋼筋銹蝕加劇，并最終引起保護(hù)層的開(kāi)裂和剝落?；炷羶鋈趧t表現(xiàn)在水分通過(guò)毛細(xì)作用進(jìn)入混凝土的裂縫和孔隙時(shí)，若溫度降低引起孔隙中的水分凍結(jié)膨脹，孔隙受壓變形，溫度升高后，又對(duì)孔壁產(chǎn)生拉力，反復(fù)的凍融過(guò)程，會(huì)產(chǎn)生裂縫并使其不斷擴(kuò)展連接，最終導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度的嚴(yán)重下降。此外，水泥中的堿和骨料中的活性硅發(fā)生反應(yīng)，生成堿—硅酸鹽凝膠，并吸水產(chǎn)生膨脹壓力，也可能造成混凝土開(kāi)裂，其對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)破壞，比其他耐久性破壞發(fā)展更快，后果更為嚴(yán)重。

1.2 橋梁結(jié)構(gòu)方面產(chǎn)生的病害及其機(jī)理

除上述問(wèn)題外，鋼混結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位構(gòu)造不合理及施工不當(dāng)?shù)榷伎赡芤鸾Y(jié)構(gòu)構(gòu)造的變形、失穩(wěn)、開(kāi)裂、剝蝕等問(wèn)題。以剝蝕為例，其主要表現(xiàn)在橋梁的混凝土外觀上的破壞，如酥松起皮、蜂窩麻面等現(xiàn)象。而地基不均勻沉降引起的結(jié)構(gòu)問(wèn)題對(duì)安全也有重大影響，主要表現(xiàn)為翼墻和錐坡的下沉、滑動(dòng)、開(kāi)裂，毛石墩臺(tái)的貫通縫等。

1.3 其他病害問(wèn)題

橋梁病害的部分原因在于建設(shè)材料自身的固有特點(diǎn)，但在設(shè)計(jì)規(guī)劃、施工管理、養(yǎng)護(hù)監(jiān)管等方面的不合理或不到位，仍是目前導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)病害的主因。

在設(shè)計(jì)方面，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展直接導(dǎo)致了車輛荷載的增大，公路橋梁實(shí)際承受的載荷量遠(yuǎn)大于其設(shè)計(jì)時(shí)的承載能力。因此，在荷載頻率陡增的背景下，一些橋梁主要承重構(gòu)件常在循環(huán)荷載的作用下出現(xiàn)疲勞引起的失效。在施工方面，施工關(guān)鍵工藝的控制不嚴(yán)是產(chǎn)生病害的最大因素，以最常見(jiàn)的混凝土裂縫問(wèn)題為例，施工中攪拌、運(yùn)輸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，澆筑時(shí)坍落度過(guò)低，初期養(yǎng)護(hù)不足等都可能導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。此外，施工不當(dāng)還可能形成橋面鋪裝、伸縮縫、支座、錐坡等方面的病害。在養(yǎng)護(hù)方面，瀝青路面的坑槽未及時(shí)修補(bǔ)會(huì)導(dǎo)致坑槽越來(lái)越大、越深。橋臺(tái)錐坡、臺(tái)、墩的擋塊長(zhǎng)草等沒(méi)有及時(shí)清除。導(dǎo)致生物力及腐蝕破壞，也會(huì)造成開(kāi)裂和失效。主要承重構(gòu)件，如支座滑落而未及時(shí)更換，主梁出現(xiàn)縱、橫向裂縫沒(méi)有及時(shí)采取有效的處理措施，會(huì)使病害加劇，降低橋梁的承載能力。此外，長(zhǎng)期過(guò)度超載、地震洪水等特殊自然現(xiàn)象，也都是導(dǎo)致病害發(fā)生的重要因素。

2 對(duì)混凝土橋梁病害的檢測(cè)分析及應(yīng)對(duì)策略

面對(duì)已發(fā)生病害的橋梁，應(yīng)根據(jù)其表現(xiàn)形式進(jìn)行科學(xué)分析，對(duì)不易判斷的病害問(wèn)題，還應(yīng)借助橋梁表觀損傷的分級(jí)評(píng)定、強(qiáng)度測(cè)試、鋼筋銹蝕電位、氯離子含量、鋼筋分布及保護(hù)層厚度、混凝土碳化深度、電阻率等檢測(cè)方法進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)斷，并制定相應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略，避免或緩解病害對(duì)行車安全的影響。以結(jié)構(gòu)混凝土中氯離子含量的測(cè)定為例，混凝土中氯離子可引起并加速鋼筋的銹蝕?；炷林械穆入x子含量，可采用現(xiàn)場(chǎng)按混凝土不同深度取樣，測(cè)定結(jié)果須能反映氯離子在混凝土中隨深度的分布，根據(jù)鋼筋處的混凝土氯離子含量判斷引起鋼筋銹蝕的危險(xiǎn)性。氯離子含量測(cè)定應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的工作環(huán)境條件及構(gòu)件本身的質(zhì)量狀況確定測(cè)區(qū)，測(cè)區(qū)應(yīng)能代表不同工作條件及不同混凝土質(zhì)量的部位，測(cè)區(qū)宜參考鋼筋銹蝕電位測(cè)量結(jié)果確定。

在質(zhì)量問(wèn)題及其原因確定后，應(yīng)以恢復(fù)其交通功能為目標(biāo)，根據(jù)其對(duì)承載能力的現(xiàn)實(shí)需要采取加大截面加固法、粘貼纖維增強(qiáng)塑料加固法、置換混凝土加固法、繞絲法、錨栓錨固法等直接方法，或預(yù)應(yīng)力加固法、增加支承加固法等間接方法進(jìn)行加固處理。如對(duì)一些病害較為嚴(yán)重，但仍有通車運(yùn)行要求的橋梁，可采用材料輕便、施工簡(jiǎn)單，且不需重型機(jī)械的碳纖維片材及配套樹(shù)脂類粘結(jié)材料進(jìn)行加固，提高橋梁的耐久性。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)交通網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，對(duì)橋梁使用性能的要求也在不斷提高。然而面對(duì)車輛超載等許多現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，橋梁在設(shè)計(jì)施工中的質(zhì)量病害必將被放大和凸顯。為提高公路橋梁的安全程度和耐久程度，建設(shè)者應(yīng)注重設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性，并嚴(yán)格控制施工工藝，保證施工質(zhì)量符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。管理者則應(yīng)全面掌握橋梁病害的特性及其檢測(cè)方法，并以此為依據(jù)，進(jìn)行有針對(duì)性的加固和維護(hù)工程，最大限度地延長(zhǎng)橋梁的使用壽命。

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